Сельскохозяйственные экосистемы, или агроэкосистемы, создаются человеком и отличаются по ряду признаков от естественных экосистем. Число видов в них значительно меньше, цепи питания короче, круговорот веществ незамкнутый. Агроэкосистемы не могут существовать без поддержки человека. Рассмотрим более детально особенности агроэкосистем.
Видовое разнообразие в агроэко-системах значительно беднее, чем в биогеоценозах, так как в них обычно культивируется один (пшеница на пшеничном поле) или несколько (ягодные кустарники в саду) видов растений. В связи с этим резко сокращается численность и разнообразие животных и микроорганизмов, жизнь которых тесно связана с жизнью растений. Сокращается число звеньев в цепях питания. Круговорот веществ в агроэкоси-стемах незамкнутый, поскольку ежегодно первичная продукция, производимая растениями (урожай), не поступает в цепи питания. В результате уменьшается содержание органических и минеральных веществ в почве. Это приводит к необходимости ежегодного внесения в почву удобрений как дополнительного источника веществ и энергии.
Все агроэкосистемы искусственно поддерживаются человеком на начальных стадиях сукцессионных изменений. Именно эти стадии сукцессии наиболее неустойчивы, сообщества не способны к саморегуляции, автотрофы в нем частично погибают от массового размножения вредителей, сорняков и нуждаются в постоянной поддержке со стороны человека.
В идеале агроэкосистемы должны соответствовать двум требованиям: быть высокопродуктивными и одновременно устойчивыми. С экологической точки зрения данные требования несовместимы, поскольку, создавая агроценозы, человек подрывает основы биогеоценозов. В чем это выражается? Прежде всего наблюдаются изменения в пищевых цепях, основу которых составляют продуценты. Выращивание одного вида растений на полях приводит к массовому распространению сорняков. На целине сорняки в основном произрастают на выбросах почвы из нор сусликов и сурков, где содержится много азота. На полях благодаря деятельности человека создаются хорошие условия для распространения сорняков. Для борьбы с ними используются гербициды. При их применении уничтожаются не только сорняки, но и другие виды трав. Помимо этого,агроценоз заселяют многолетние устойчивые сорняки, корневая система которых находится глубоко в почве и не поражается гербицидами. Это ведет к необходимости повышать дозы и использовать более сильнодействующие гербициды, которые накапливаются в почве и отрицательно влиют на растения: нарушают синтез липидов, процесс фотосинтеза.
Эти изменения оказывают влияние на консументов в пищевой цепи. У некоторых видов растительноядных насекомых, выживших после обработки полей гербицидами, наблюдается массовое размножение. Этому способствует исчезновение большинства хищников и паразитов насекомых; питаются они посеянными растениями, и им не надо тратить энергию на поиск корма.
Ухудшаются условия существования редуцентов, так как биомасса корней культурных растений сосредоточена в основном в поверхностных слоях почвы и в 10 раз меньше, чем у диких трав. Надземные части растений увозятся с полей, что уменьшает поступление органических веществ в почву; исчезает подстилка из опада, которая является средой обитания редуцентов; обработка почвы делает более доступными для хищников личинки организмов, обитающих в почве.
Таким образом, ежегодные потери урожая обусловлены двумя факторами:
- разрушением процессов естественной регуляции численности видов в экосистемах;
- развитием устойчивости к ядохимикатам у насекомых-вредителей.
Помимо разрушения пищевых цепей, человек зачастую нарушает пространственную структуру биогеоценозов. Например, в Западной Сибири в условиях высокого стояния грунтовых вод и слабого оттока почвенных вод ранее плодородные почвы распахивались на лошадях на возвышениях рельефа, а на остальной территории размещались сенокосы и пастбища. Потом начали использоваться трактора, были распаханы не только возвышенные участки, но и склоны, что привело к усилению эрозии почвы.
Уменьшить отрицательные последствия деятельности человека в агроэкосистемах позволяет соблюдение ряда правил: учет возможностей саморегуляции агроэкосистем; восстановление почв при их истощении; поддержание видового разнообразия всех организмов и экосистем за счет чередования разных культур на малых участках и сохранения островков целины между ними, где могут существовать хищники и паразиты вредителей; сочетание растениеводства и животноводства; применение научно обоснованных доз ядохимикатов и минеральных удобрений и по возможности замена их агротехническими приемами.
